原生XML数据库全面解析

# 原生 XML 数据库全面解析 ## 1. 原生 XML 数据库概述 原生 XML 数据库（NXDs）功能多样，涵盖从支持 XML 的关系数据库中的 CLOBs 到持久 DOM，再到供应商开发的基于文本或模型的专有存储系统等各种形式。在选择使用 NXDs 而非简单的 XML 文本文件之前，有必要了解其共性和优势。 ### 1.1 为何需要数据库 有人会问：“为何需要数据库？XML 文件不也是一种数据库吗？”严格来说，XML 文件是数据库，但通常所说的数据库指的是数据库管理系统，即控制信息存储和访问的软件。XML 文件仅在信息集合层面可视为数据库，并不具备数据库管理系统的功能。而原生 XML 数据库通常具备以下能力： - **以文档为标准信息单元**：适合存储以文档为中心的信息。关系数据库的基本信息单元是表行，而 NXDs 的基本单元是文档。文档可聚合为集合（类似表），必要时可检索单个文档片段（类似列）。 - **事务处理**：和关系数据库管理系统一样，NXDs 通常提供将各种操作分组为事务的机制。例如，只有在成功存储新版本传单后，才删除旧版本。 - **锁定机制**：一般提供锁定功能，防止用户相互覆盖。例如，当一个用户正在更新文档时，其他用户需等待更新完成并获取包含新信息的副本后才能进行更改。部分 NXDs 可能在比文档更细粒度的级别上实现锁定。 - **索引功能**：提供创建内部信息索引的方法，具体实现取决于存储模型。索引能快速查找信息。 - **编程 API**：虽然关系数据库有 ODBC 和 JDBC 等标准 API 供程序员访问信息，但目前 NXDs 尚无标准的编程访问方式。不过，大多数 NXDs 提供某种形式的 API 用于创建存储和检索数据的应用程序。 - **数据集合**：提供将多个数据源的数据组合到单个位置的方法，便于跨多个文档进行查询。 ### 1.2 文本型与模型型 NXDs NXDs 存储信息的方式主要分为两类：基于文本和基于模型。 - **文本型数据库**：文件以完整形式存储，可作为文件系统中的文件或数据库中的单个字段（如支持 XML 的关系数据库中的 CLOB）。在这种情况下，支持 XML 的关系数据库中围绕 CLOB 的功能被视为原生 XML 特性。 - **模型型数据库**：存储足够的文档信息以重新创建文档，模型各有不同，但都包含元素、层次结构、文本节点、属性等信息。模型型 NXDs 可使用多种模型，如对象 - 关系、XPath、DOM 变体或基于 XML 信息集的模型。 使用对象 - 关系模型的支持 XML 的关系数据库与使用该模型的原生 XML 数据库的区别在于用户体验。在 NXDs 中，用户无需了解数据库使用的模型，只需将文档作为信息单元进行交互，其余处理在后台完成。 开发者在两种情况下会关注 NXDs 是文本型还是模型型： - **性能方面**：如果通常处理完整文档而非文档片段，文本型数据库性能可能优于模型型数据库。因为文本型数据库的实际搜索在索引中进行，确定文档后可一次性返回；而模型型数据库需要重新组合文档，耗时较长。 - **往返处理方面**：往返处理指数据库能精确返回原始提供的文档，而非功能等效但结构不同的版本。不同数据库的往返处理能力不同，一般来说，文本型数据库比模型型数据库更能忠实于原始文档。 ### 1.3 查询功能 NXDs 的另一个优势是支持更适合 XML 的查询。关系数据库使用 SQL 检索数据，而 NXDs 通常使用 XPath 或 XML Query（XQuery）等支持 XML 的语言。这些语言能更精确地指定特定文档或文档片段，这是 SQL 难以实现的。 ### 1.4 更新操作 在数据库中更新数据的方式因数据库而异。许多情况下，修改已存储在原生 XML 数据库中的文档的唯一方法是检索文档、进行修改并替换回数据库，但这种情况正在改变。XML:DB Initiative 推出了 XUpdate，这是一种基于 XML 的语言，可在不替换整个内容的情况下指定对现有 XML 文档的更改。 ### 1.5 API 访问 每个数据库通常提供自己的 API 用于构建访问应用程序，但这严重限制了不同供应商数据库之间的互操作性。为解决此问题，XML:DB Initiative 创建了 XML:DB API，作为访问原生 XML 数据库的标准。一些开源 NXDs 已实现该 API，部分商业供应商也在跟进，因此 XML:DB（或类似 API）有望成为存储和检索 NXDs 信息的事实标准。 ## 2. NXD 基础操作 ### 2.1 市场上的 NXDs 产品 市场上有多种 NXDs 产品，包括商业和开源的。例如，Software AG 的 Tamino 和 XML Global 的 GoXML DB 具备与本地或远程关系信息集成的能力；X - Hive/DB 则专注于 XML 标准，除支持 XQuery 和 XUpdate 外，还支持 XLink 的许多特性。 ### 2.2 安装 XML 数据库 为便于说明，这里以 Apache 项目的开源版本 Xindice 1.0 为例。它支持 XML:DB、XUpdate 和 XPat